PD-1/PD-L1与CTLA-4抑制剂联合治疗非小细胞肺癌的研究进展

王俊敏 仵晨雨 雷文涛 黄浩 岳红梅，2

2. 730000 甘肃 兰州，兰州大学第一医院呼吸内科

免疫系统和癌症之间的相互作用是由复杂的生物通路网络控制的，尽管人们期望免疫系统会根据其独特且广泛的突变特征，自动将癌细胞视为“外来细胞”，但两者最重要的自然平衡是耐受性，在这种情况下，癌细胞被视为“自身细胞”。耐受性由多种机制维持，包括调节性免疫细胞、免疫抑制细胞因子和趋化因子，以及所谓的“免疫检查点”途径，这些途径降低了免疫功能[1]。以ICIs为基础的免疫治疗为多种癌症的治疗开辟了一个新的时代，针对细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4(cytotoxic T lymphocyte associated antigen-4，CTLA-4)和程序性细胞死亡蛋白1(programmed death-1，PD-1)/程序性死亡配体-1(programmed cell death-Ligand 1，PD-L1)途径的抑制剂已显示出巨大的应用前景。由于PD-1/PD-L1和CTLA-4通过不同的互补机制调节T细胞的激活、增殖和功能，故两者联合是提高抗肿瘤免疫的合理途径。

免疫检查点

一、PD-1/PD-L1

PD-1是CD28、CDB7家族中重要的免疫抑制分子，表达于活化的T细胞、B细胞、单核细胞和树突状细胞。PD-L1和PD-L2是PD-1的两个主要配体，属于B7超家族成员，两者具有高度同源性。PD-L1在活化的T细胞、B细胞、巨噬细胞和树突状细胞表面表达。在某些情况下，也可在血管内皮细胞、各种间质细胞、心脏、肺、胰腺和胎盘组织中诱导表达。PD-L1抑制抗原特异性T细胞反应，限制炎症组织损伤，在维持自身免疫耐受和限制炎症规模方面发挥重要作用。PD-L1在肺癌、肝癌、乳腺癌、鳞状细胞癌等肿瘤组织中也有广泛表达，它在癌旁正常组织中低表达，提示其参与肿瘤的发生和发展，在减弱抗肿瘤免疫应答中起关键作用[2]。当PD-1与其配体PD-L1或PD-L2结合时，PD-1作为协同抑制信号抑制 T 细胞活化和增殖，从而介导负性免疫调控过程，减少肿瘤局部微环境中T细胞的自身免疫杀伤功能, 导致肿瘤免疫逃逸和促进肿瘤生长。Nivolumab或Pembrolizumab与PD-1的结合阻止其与PD-L1和PD-L2在肿瘤细胞上的结合，抑制T细胞的共抑制信号，逆转T细胞抑制，诱导抗肿瘤反应[3]。

二、CTLA-4

免疫检查点抑制剂

一、程序性死亡受体1(programed cell death1, PD-1)抑制剂

Nivolumab:通过与PD-1受体结合阻断其与PD-L1的相互作用，从而释放PD-1途径介导的抗肿瘤细胞免疫抑制作用。Nivolumab是第一种用于晚期NSCLC二线治疗的PD-1阻断剂。CheckMate 017结果表明，与多西他赛相比，Nivolumab显著提高了患者的总生存率(overall survival，OS)、客观缓解率(objective response rate,ORR)、无进展生存率(progression-free survival，PFS)，并具有可接受的安全性指标，如与免疫相关的不良反应(immune-related adverse effects，irAEs)和死亡率[5]。因此，2015年3月，Nivolumab被批准为转移性鳞状NSCLC的治疗药物[6]。在非鳞状NSCLC中，与多西他赛相比，虽然PFS未得到提高 (Nivolumab为2.3个月，多西紫杉醇为4.2个月)，但根据 CheckMate 057试验的结果，使用Nivolumab治疗的患者的OS和ORR明显改善[7]。随后，美国食品及药物管理局(FDA)在同年10月将Nivolumab的批准范围扩大到转移性非鳞状NSCLC[6]。

Pembrolizumab：是一种选择性强、人源化的针对PD-1的IgG 4单克隆抗体，它能破坏PD-1与配体的结合，抑制T细胞内的抑制信号，从而引起细胞毒性T细胞对肿瘤的识别。2015年10月，KEYNOTE-001试验结果证明了NSCLC患者使用Pembrolizumab的有效性和安全性。随后的III期试验结果显示，在PD-L1表达≥50%的患者中，与化疗相比，Pembrolizumab可显著改善患者的OS、PFS和ORR[8]。基于此结果FDA批准了Pembrolizumab作为转移性NSCLC患者的一线治疗方案。另一项临床试验，KEYNOTE-189，证实了Pembrolizumab联合培美曲塞与卡铂对于无EGFR或ALK突变的转移性非鳞状NSCLC的安全性和抗肿瘤活性，结果显示无论PD-L1的表达水平如何，患者都可以从中获益[2]。基于此结果，FDA扩大了Pembrolizumab联合培美曲塞和含铂化疗的适应症，批准用于转移性非鳞状NSCLC患者的一线治疗[9]。

二、程序性死亡配体-1(programmed cell death-Ligand 1,PD-L1)抑制剂

Atezolizumab: Atezolizumab通过与肿瘤细胞PD-L1结合，从而阻断PD-L1与PD-1的结合，增强抗肿瘤免疫。在单臂II期BIRCH试验中，667例PD-L1高表达的NSCLC患者接受Atezolizumab治疗，结果证明了Atezolizumab治疗晚期NSCLC的有效性，并根据初步的数据提示ORR可能与PD-L1的表达水平相关[10]。随后POPLAR试验结果显示，与多西他赛相比, Atezolizumab明显改善了患者的OS(Atezolizumab组为12.6个月，多西他赛为9.7个月)，并且发现PD-L1在肿瘤细胞上的表达水平与预后相关，提示PD-L1的表达有预测作用[11]。BIRCH和POPLAR研究结果促使III期OAK试验的进行，旨在评估Atezolizumab与多西他赛，对已接受过化疗的NSCLC患者的疗效和安全性。结果表明，与多西他赛相比，无论PD-L1的表达高低，Atezolizumab都显示出具有临床意义的生存优势及良好的安全性[12]。

Durvalumab：是一种完全人源化IgG 1单克隆抗体，与PD-L1具有较高亲和力，阻断PD-1和CD 80的相互作用[13-14]。2018年2月，根据随机、双盲、安慰剂对照、多中心III期临床研究结果(PACIFIC)，Durvalumab被批准用于无法切除的Ⅲ期NSCLC患者的治疗。这是第一项评估无法切除的Ⅲ期NSCLC患者生存优势的研究，在接受两个或两个以上周期含铂化疗与明确放射治疗的患者中，与安慰剂相比，Durvalumab能显著延长患者的PFS、OS，其中位生存期(median survival time,MST)分别为16.8个月和5.6个月[15]。来自该研究最新进展显示在Durvalumab组中3年OS率为57.0%，而接受安慰剂治疗的患者为43.5%，显示Durvalumab的长期临床疗效[16]。

Avelumab：是另一种与PD-L1结合的完全人源化IgG 1单克隆抗体，可阻断PD-L1与抑制性T细胞受体、PD-1和B7.1的相互作用，从而产生T细胞介导的适应性抗肿瘤免疫应答和T细胞活化及细胞因子生成[17]。Barlesi等人观察已接受含铂化疗的NSCLC患者中，与多西他赛相比，Avelumab对PD-L1阳性NSCLC患者的OS无明显改善，但具有良好的安全性[18]。

三、细胞毒性T细胞相关抗原4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen 4,CTLA-4)抑制剂

Ipilimumab：是一种针对CTLA-4的完全人源化单克隆抗体，通过阻断CTLA-4通路，使对T细胞的抑制作用消失, 增强T细胞的活化增殖及免疫功能，进而使免疫系统能够识别和杀死癌细胞。目前，Ipilimumab单药治疗NSCLC无明显疗效，但Ipilimumab与Nivolumab联合治疗高肿瘤突变负荷(tumor mutation burden, TMB)的晚期NSCLC中有着广阔的应用前景[19]。

Tremelimumab: 一种选择性的、完全人源化的IgG 2单克隆抗体抑制剂，在免疫反应的早期促进细胞毒性T细胞的活化，但不耗竭调节性T细胞。II期试验纳入87例晚期NSCLC患者，在化疗4个周期后给予Tremelimumab维持治疗。在本研究中，3个月PFS无明显改善，并且大约20%的患者在Tremelimumab治疗中发生了3级或4级的不良事件，其中最常见的是结肠炎(9.1%)[20]。

PD-1/PD-L1与CTLA-4抑制剂联合治疗

一、PD-1单抗联合CTL A-4单抗

二、Nivolumab联合ipilimumab治疗NSCLC的临床研究

在Ⅰ期临床试验Checkmate 012中首次证明Nivolumab联合Ipilimumab治疗NSCLC的的安全性和有效性。经化疗后复发的Ⅲb期或Ⅳ期NSCLC患者随机分配(1 ∶1 ∶1)，接受Nivolumab每2周1mg/kg+Ipilimumab每6周1mg/kg，Nivolumab每2周3mg/kg+Ipilimumab每12周1mg/kg或Nivolumab每2周3mg/kg +Ipilimumab每6周1 mg/kg治疗。结果显示Nivolumab每2周3mg/kg联合Ipilimumab每6周或12周1mg/kg，在不影响疗效的情况下具有良好的耐受性，可用于临床Ⅱ期的进一步发展[24]。

随后的Ⅱ期单臂试验Checkmate 568 ,旨在评估疗效与PD-L1表达水平和TMB的关系[25]。Ⅲb、IV期NSCLC患者，每2周给予Nivolumab 3mg/kg，每6周给予Ipilimumab 1mg/kg，主要终点是PD-L1>1%和<1%患者的ORR，次要终点是评估TMB高低。在PD-L1为1%或以上及<1%的患者中，ORR分别为30%，41%和15%，中位PFS分别为4.2个月，6.8个月，2.8个月。在TMB≥10 mut/Mb患者中，ORR为44%，中位PFS为7.1个月，而TMB<10 mut/Mb的患者ORR为12%,中位PFS为 2.6个月。结果表明，ORR随着TMB的升高而增加，在≥10 mut/Mb时趋于平稳。

一项多中心的III期试验Checkmate 227,根据PD-L1表达水平将IV期或复发性NSCLC患者随机分配接受Nivolumab、Nivolumab+Ipilimumab或化疗(1：1：1)。结果显示PD-L1≥1%组，Nivolumab+Ipilimumab组MST为17.1个月(95%CI，15.0～20.1月)，PFS率为43%，2年生存率为40.0%；化疗组MST为14.9个月(95%CI，12.7～16.7月)，PFS率为13%，2年生存率为32.8%。PD-L1<1%组，Nivolumab+Ipilimumab 组MST为17.1个月(95%CI，15.2～19.9)，2年生存率为40.4%；化疗组MST为13.9个月(95%CI，12.2～15.1)，2年生存率为23.0%[26]。这一结果显示无论PD-L1表达水平如何，接受Nivolumab+Ipilimumab的患者的MST和生存率均高于接受化疗的患者。在Nivolumab+ipilimumab与Nivolumab单药疗效比较中发现，联合治疗2年生存率高于单药治疗(40.0%比36.2%)，且有着更高的完全应答率(5.8%和3.0%)。在评估TMB中，接受Nivolumab+Ipilimumab治疗的患者，无论是高TMB(≥10 mut/Mb)还是低TMB(<10mut/Mb)，均有相似程度的总体生存效益，尽管先前研究[27]观察到高TMB患者的PFS有所改善。虽然联合治疗显示出多方面的优势，但在安全方面，其与治疗相关不良事件发生率比化疗更高(24.5%比13.9%)，因治疗相关不良事件导致停药发生率(18.1%比9.1%)更常见[26]。根据Checkmate 012研究结果显示，低剂量联合可能是减少不良事件发生率，提高临床疗效的希望[28]。这需要通过后续进一步研究验证药物剂量对联合治疗疗效的影响，为临床治疗寻找最佳剂量组合。

三、PD-L1单抗联合CTLA-4单抗

Durvalumab联合Tremelimumab治疗NSCLC的临床研究：在第1b阶段研究(NCT02000947)中首次评估了Durvalumab联合Tremelimumab治疗中随着药物剂量的增加在晚期NSCLC患者中的耐受性和抗肿瘤活性，而不管PD-L1的表达水平如何[29]。观察到当Tremelimumab剂量为1mg/kg时，大多数irAEs是可控的，不需要停止治疗。当使用更高剂量的Tremelimumab时，与治疗相关的irAES发生率增加，而临床疗效没有任何提高。在剂量上升阶段观察到的结果表明，1mg/kg的Tremelimumab足以增强Durvalumab的生物学和抗肿瘤活性。根据这些结果，每4周Durvalumab 20mg/kg+Tremelimumab 1mg/kg作为第三阶段研究的剂量。

目前，有三个Ⅲ期临床研究，评估Durvalumab联合Tremelimumab治疗晚期NSCLC的疗效。

ARCTIC：是一项针对晚期NSCLC随机、开放标签、多中心Ⅲ期临床研究，评价了Durvalumab对PD-L1≥25%患者的疗效和安全性，以及Durvalumab和Tremelimumab联合治疗与标准化疗对PD-L1<25%患者的疗效和安全性。结果显示在PD-L1<25%患者中联合治疗与化疗的中位OS分别为11.5个月和8.7个月，1年生存率分别为49.5%和38.8%，中位PFS分别为3.5个月和3.5个月[30]。在此研究中，与标准化疗相比，Durvalumab和Tremelimumab没有显示出治疗优势。

MYSTIC：是第一次比较未治疗的晚期NSCLC患者接受Durvalumab (每4周20mg/kg)单药治疗，与Tremelimumab (每4周1mg/kg)联合或与标准化疗联合的疗效。根据PD-L1≥25%和PD-L1<25%对1118例患者进行分层，试验结果未显示出Durvalumab联合Tremelimumab治疗优于化疗[31-32]。但在探索性研究中以血浆肿瘤突变负荷(blood-based tumor mutational burden, bTMB)为生物标志物时，发现bTMB≥20 mut/Mb与Durvalumab联合Tremelimumab的OS改善有关。与ICIs单药治疗相比，bTMB可能是预测PD-1/PD-L1抑制剂与CTLA-4抑制剂联合治疗的生物标志物[32]。

NEPTUNE：评估Durvalumab联合Tremelimumab与含铂化疗作为晚期NSCLC患者一线治疗的有效性和安全性。根据MYSTIC的探索性研究结果，主要终点是评估bTMB≥20 mut/Mb患者的OS。2019年8月的一份新闻稿报告与铂类化疗相比并不能达到改善OS的主要终点[33]。

小结与展望

自2018 年诺贝尔生理学和医学奖由发现CTLA-4和 PD-1信号通路的James P.Allison和Tasuku斩获，肿瘤免疫治疗得到越来越多人的关注。在免疫检查点抑制剂治疗肿瘤上显示出不俗的临床疗效，一跃成为肿瘤治疗的新秀，为NSCLC患者提供了新的治疗方法。随着关于免疫治疗临床研究的开展，发现免疫检查点抑制剂联合治疗比单药治疗有着更好的临床效果及安全性，使免疫联合治疗成为研究热点。在精准医学时代，治病不再意味着单一的疾病治疗，提高患者的生活质量更值得临床医生追求。所以如何筛选出潜在的受益群体，最大程度地提高免疫治疗效果和降低不良反应发生率，探索能够有效预测免疫治疗效果的生物标志物和更多联合治疗模式是值得关注并研究的问题。